多壁碳納米管的扭轉(zhuǎn)和偏心壓屈曲.pdf

1、碳納米管自發(fā)現(xiàn)以來，以其獨特的電磁學(xué)、優(yōu)異的力學(xué)等特性引起了人們的廣泛關(guān)注和研究，其應(yīng)用前景廣闊。在這些應(yīng)用中，碳納米管將可能承受各種形式的載荷作用而發(fā)生變形，這些變形可能會導(dǎo)致其物理性能的改變。本文基于連續(xù)介質(zhì)力學(xué)殼模型研究多壁碳納米管的扭轉(zhuǎn)和偏心壓屈曲問題。根據(jù)碳納米管內(nèi)管半徑與總厚度比，將多壁碳納米管分成三類：薄管、厚管和（近）實心管。考慮到無限大基體和多壁碳納米管管壁間范德華力的影響，計算了不同類型碳納米管的扭轉(zhuǎn)、軸向壓縮、彎

2、曲以及彎壓組合的屈曲臨界載荷和位移屈曲模式。結(jié)果表明對每一種加載方式，其臨界載荷均對應(yīng)著唯一的屈曲模式；基體可以顯著提高碳納米管的扭轉(zhuǎn)臨界剪應(yīng)力，而對偏心壓屈曲臨界載荷的影響不大。在扭轉(zhuǎn)屈曲的計算中，外加徑向壓力將線性的提高碳納米管臨界扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力。為了降低多壁碳納米管計算的復(fù)雜性，一個N層的薄多壁碳納米管（內(nèi)管半徑與厚度比>=5）可等效成一個彎曲剛度為ND和厚度為Nt的單壁管來計算?；谶@個結(jié)論，提出了一個以層數(shù)較少的等效納米管來替代